8.3: Unidad 3: Movimiento de la Máquina del Centro de Fresado Vertical

OBJETIVO

Después de completar esta unidad, deberías ser capaz de:

• Comprender el movimiento de la máquina del centro de fresado vertical.
• Entender la Posición de Inicio de la Máquina.
• Entender las coordenadas de la máquina CNC.
• Entender el Sistema de Coordenadas de Trabajo.
• Comprender las compensaciones de máquinas y herramientas.
• Defina el Desfase de Longitud de Herramienta para cada herramienta.

Movimiento de la máquina VMC

Las máquinas CNC utilizan un sistema de coordenadas cartesianas 3D. La Figura 10. muestra un Centro de Fresado Vertical (VMC) típico. Las piezas a mecanizar se sujetan a la mesa de la máquina. Esta tabla se mueve en el plano XY. A medida que el operador mira hacia la máquina, el eje X mueve la mesa de izquierda a derecha. El Eje Y mueve la mesa hacia adelante y hacia atrás. La columna de la máquina agarra y hace girar la herramienta. La columna controla el eje Z y se mueve arriba-abajo.

Figura 1. Movimiento de la máquina VMC

Coordenadas de la máquina CNC

El Sistema de Coordenadas de Máquina CNC se ilustra en la Figura 11. El punto de control para el Sistema de Coordenadas de Máquina se define como la cara central del husillo de la máquina. El punto de origen para el sistema de coordenadas de la máquina se llama Machine Home. Esta es la posición de la cara central del husillo de la máquina cuando el eje Z está completamente retraído y la mesa se mueve a sus límites cerca de la esquina posterior izquierda.

Figura 2. Sistema de coordenadas de máquina VMC (posición en casa)

Como se muestra en la Figura 12, cuando se trabaja con un CNC, siempre piense, trabaje y escriba programas de CNC en términos de movimiento de herramienta, no movimiento de mesa. Por ejemplo, al aumentar los valores de coordenadas +X se mueve la herramienta hacia la derecha en relación con la tabla (aunque la tabla realmente se mueve a la izquierda). Asimismo, al aumentar los valores de coordenadas +Y se mueve la herramienta hacia la parte posterior de la máquina (la mesa se mueve hacia el operador). Los comandos +Z crecientes mueven la herramienta hacia arriba (lejos de la tabla).

Acerca de la posición inicial de máquina

Cuando una máquina CNC se enciende por primera vez, no sabe dónde se colocan los ejes en el espacio de trabajo. La posición de inicio se encuentra mediante la secuencia de Encendido y Reinicio iniciada por el operador al presionar un botón en el control de la máquina después de encender la alimentación del control.

La secuencia de reinicio de encendido simplemente conduce los tres ejes lentamente hacia sus límites extremos (-X, +Y, +Z). A medida que cada eje alcanza su límite mecánico, se activa un microinterruptor. Esto indica al control que se alcanza la posición inicial para ese eje. Una vez que los tres ejes han dejado de moverse, se dice que la máquina está “orientada”. Las coordenadas de la máquina son a partir de entonces en relación con esta posición inicial.

Sistema de coordenadas de trabajo

Obviamente sería difícil escribir un programa CNC en relación con Coordenadas de Máquina. La posición de inicio está lejos de la tabla, por lo que los valores en el programa CNC serían grandes y no tendrían una relación fácilmente reconocida con el modelo de pieza. Para facilitar la programación y configuración del CNC, se establece un Sistema de Coordenadas de Trabajo (WCS) para cada programa CNC.

El WCS es un punto seleccionado por el programador CNC en la pieza, stock o accesorio. Si bien el WCS puede ser el mismo que el origen de la pieza en CAD, no tiene por qué serlo. Si bien se puede ubicar en cualquier parte del sobre de la máquina, su selección requiere una cuidadosa consideración.

• La ubicación del WCS debe poder encontrarse por medios mecánicos como un buscador de bordes, un indicador coaxial o una sonda parcial.
• Debe ubicarse con alta precisión: típicamente más o menos .001 pulgadas o menos.
• Debe ser repetible: las piezas deben colocarse exactamente en la misma posición cada vez.
• Se debe tomar en cuenta cómo se girará y moverá la pieza a medida que se mecanizan diferentes lados de la pieza.

Por ejemplo, la Figura 13 muestra una parte agarrada en un tornillo de banco. Las dimensiones exteriores de la pieza ya han sido fresadas a medida en una máquina manual antes de colocarlas en la máquina CNC.

El CNC se utiliza para hacer los agujeros, los bolsillos y la ranura en esta parte. El WCS se encuentra en la esquina superior izquierda del bloque. Esta esquina se encuentra fácilmente usando un Buscador de Bordes o Sonda.